JPH0398062A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は帯電装置に関する． より詳しくは，電圧を印加した帯電部材を被帯電体面に
接触させることで被帯電体面を所定の電位に帯電処理（
除電処理も含む，以下同じ）する直接帯ＭＬ装置（もぐ
しは接触帯電装２ｔ）に関する． （従来の技術） 例えば、電子写真装置（複写機●光プリンタなど）・静
電記録装置等の画像形成装置に於て、感光体・誘電体等
の被帯電体としての像担持体面を帯電処理する手段機器
としては従来よりコロナ放電装置が広く利用されている
． コロナ放電装置は像担持体等の被帯電体面を所定の電位
に均一に帯電処理する手段として有効である．しかし、
高圧電源を必要とし、コロナ放電のため好ましくないオ
ゾンが発生するなどの問題点を有している． このようなコロナ放電装置に対して，前記のように電圧
を印加した帯電部材を被帯電体面に接触させて被帯電体
面を帯電処理する直接帯電装置は、電源の低圧化が図れ
，オゾンの発生量が少ない等の長所を有していることか
ら、例えば画像形成装置に於てコロナ放電装置にかえて
感光体・誘電体等の像担持体、その他の被帯電体面の帯
電処理手段装置として注目され、その実用化研究が進め
られている． 帯電部材を導電性のブラシ・ブレード・ローラなどの形
態としたもの、印加電圧をＤＣ電圧にＡＣの振動電圧を
重畳したものとするものなどが知られている． （発明が解決しようとする問題点） しかし問題点として，■被帯電体の損傷に対するラチチ
ュードが狭い，■帯電部材が汚れやすい、ことが挙げら
れる． これ等について電子写真装置において被帯電部材として
のＯＰＣ感光体を直接帯電する場合を例にして具体的に
説明する． ■ｏｐｃＩ！光体面にＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した電
圧を印加した帯電部材を接触させて−７００Ｖの帯電を
行なおうとすると、第７図のようにＤＣ電圧は−７００
Ｖ，ＡＣ電圧は低湿時では２０００Ｖｐｐという値を必
要とする．それより低いと帯電不良となる．そのため感
光体には，＋１３００Ｖと−２７０ｏＶというｔ圧が交
互に印加される，ＯＰＣ感光体は（−）帯電に対しては
許容度が広いが、（＋）帯電に対しては許容度が低い．
（＋）帯電によって感光体層内に（一）電荷が入りこむ
となかなか消失せず、そのため部分的に電位の低い部分
が出来，反転現像においては白地のカプリ、正現現像に
おいては黒地のザラツキとなってあらわれる． この現象は感光体の電荷の注入性がよくなる高湿時に特
に発生しやすい．そのため高湿時はＡＣ電圧を低〈しな
ければならない．そのため環境条件によって帯電設定を
変化させるような処置が必要である． さらにＯＰＣ感光体は（＋）帯電に対しては耐圧性が低
く、ビンホールを生じやすいという問題もある． ａ−Ｓｉ感光体では特に後者の現象が著しい．以上のよ
うに被帯電体としての感光体に帯電と逆の電圧がかかる
時に損傷しやすいのでＡＣ電圧の値は低く設定する必要
がある．逆にＡＣ電圧の値が低いと、帯電能力が低下し
帯電不良となるため設定ラチチュードが狭い． ■反転現像においてはトナーは感光体の帯電と同極性の
ものが選ばれる，ＯＰＣ感光体の場合はトナーは（一）
極性となる．感光体周囲にただよっているトナーは帯電
部材が（＋）の時に帯電部材にひきつけられて付着する
．即ち帯電部材がトナーで汚れやすい． 本発明は■や■のような問題点を解消した直接帯電式の
帯電装置を提供することを目的とする．（問題点を解決
するための手段） 本発明は電圧を印加した帯電部材を被帯電体面に接触さ
せることで被帯電体面を帯電処理する帯電装置であり、
前記帯電部材に，二つの電圧値を交互に所定のデューテ
ィー比でとる振動パルス電圧を印加することを特徴とす
る帯電装置である．（作　用） 即ち上記のようにして帯電部材に対して電圧を印加する
ことで、（＋）と（−）の一方側の極性の電圧は低く設
定しつつ他方側の極性の電圧は充分に高くして被帯電体
を帯電することができる．例えば前述例のＯＰＣ感光体
の帯電処理についていえば、（＋）側の電圧を低く設定
しつつ帯電極性側の電圧は充分に高くとれるので、帯電
能力に秀れ，感光体の損傷に対する帯電設定ラチチュー
ドを広くとることが可能となる．また（＋）側の電圧を
低くすることが可能となったので、トナーを引きつける
電界も低〈なり，帯電部材の汚れを軽減出来る． （実施例） 実施例１（第１〜３図） 第１図は本発明に従う帯電装置を像担持体としての電子
写真感光体（被帯電体）の一次Ｗ！電手段として用いた
複写機もしくはプリンタの構威略図を示している． ｌはドラム型の電子写真感光体であり、導電性のドラム
基体ｌ２の外周面に感光層（光導電性物質ｆｉ）１１を
形成してあり、矢示の時計方向に所定の周速（プロセス
スピード）で回転駆動される．本例の感光体ｌはＯＰＣ
感光体であり、プロセススピード５　０　ａｍｌｓｅｃ
で回転駆動される．２は感光体１面に所定の圧力で加圧
接触させた帯電部材としての帯電ローラである．この帯
電ローラとしては導電性の弾性体が用いられる．木例で
は芯金棒２ｌの外周にカーボン系の導電性を分散させた
ウレタンゴム層２２を形成し、そのゴム層の表面層をナ
イロン系の抵抗体層２３で被覆したものである．ゴム層
２２の抵抗値はｌＯ′ΩＣ■３ 以下、抵抗層２３のそれは１０〜１０Ωｃｍが望ましい
．ＷＦ電ａ−テ２は感光体ｌに圧接して所定のニップ部
２４を形成しながら木例の場合は感光体１の回転駆動に
件なって順方向に縦動回転する．３は帯電ローラ２に電
圧を供給する電源であり、第２図はその出力波形図であ
る．即ち帯電ローラ２には第２図に示すような振動電圧
が印加されており感光体１面は印加電圧の平均値の電位
に帯電される．具体的には帯電ローラ２と感光体ｌの間
には電源３により（＋）側４００Ｖ、（−）６１−３０
０Ｖ（７）２ＫＨＺの振動電位がデューティー比０−６
８：０．３２の比で印加される．これによりニップ部２
４では電荷の直接移動による感光体の帯電が行なわれ，
ニップ部２４の前後では気中放電による帯電が行なわれ
る．その結果電圧の平均値の−７００Ｖに帯電される．
帯電は上記のようにニップ部２４での電荷の直接移動に
よる帯電と，ニップ部２４の前後の気中放電による帯電
が行なわれる．気中放電による帯電を保証するためには
，帯電収束電位とローラ２にかかる電圧の差を放電開始
電圧（約１１００Ｖ）以上にしてやる必要があり，本実
施例では、（＋）側を−７００＋ｌ　ｔｏｏ＝４ｏ０ｖ
とＬ．ている．デューティー比を１：ｌ以外の所定の値
にすることでこのような構成が可能となる．（＋）側の
電圧を低く設定しつつ帯電極性側の電圧は充分に高くと
れるので、帯電能力に秀れ、感光体の損傷に対する帯電
設定ラチチュードを広くとることが可能となる． 帯電ローラ２で直接帯電された回転感光体ｌの而は次に
投影光学系・レーザー・ＬＥＤ・液晶アレイ等の不図示
の露光手段４により像露光Ｌが行われ，感光体面に露光
像に対応した静電潜像が形成される．露光Ｌは画像記録
部に光が当たるイメージ露光が再現性・安定性に秀れて
いる．その結果潜像の現像は反転現象となり、感光体面
の形成ＰＦＩ像は現像器５によって（−）極性のトナー
で反転現像される． トナーは微量に感光体ｌの周囲に浮遊し，帯電ローラ２
にも付着し、帯電ムラの原因となる．しかし、本発明で
は（＋）側の電圧を低くすることが可能となったので，
トナーを引きつける電界も低くなり、帯電ローラの汚れ
を軽減出来る．感光体面の現像は転写ローラ６により転
写材Ｐに転写され、定着器８により定着される．転写残
りのトナーはクリーナー７で回収される．第３図は電源
３の一例である．発振回路ｌＯは２ＫＨｚの三角波であ
る．この三角波は基準電圧Ｐ２と比較器１１で比較され
ることによりデューティー比を有する矩型波となる．こ
のデューディー比を有する矩型波は増巾器ｌ２に入力さ
れ電力増巾されて昇圧トランスｌ３の一次側に加えられ
る．これによりＶＰＰ３４００Ｖのデューティー比を有
する出力が得られる．この出力は、クランプ用コンデン
サＣＩとダイ才一ドＤｉを介して出力端子ＰＩに接続さ
れる．クランプ用のダイオードＤ１は正方向ピークの吟
に導通して＋４００Ｖのクランプ用電源＋Ｅにクランプ
されるため出力端子Ｐ１には出力振巾３４００Ｖ・正方
向ピーク値＋４００Ｖの出力が得られる．基準電圧端子
Ｐ２には出力の平均値が７００Ｖになるような電圧が与
えられる．これにより正方向ピーク値が＋４００Ｖ、負
方向ピーク値が−３０００Ｖ、平均値が−７００Ｖとな
るようにデューティー比が制御された出力が得られる． 基準電圧端子Ｐ２又は増巾器ｌ２にリモート入力を！Ｌ
えることで出力のＯＮ−ＯＦＦ制御が可能である． 以上のように本実施例では電子写真感光体にかかる逆電
圧を低〈おさえつつ帯電側の電圧を充分に高くとること
が出来るので、帯電能力に秀れ、感光体の損傷に対して
ラチチュードを広くとることが出来る． さらに反転現像においてトナーを引きつける作用をする
電圧を低〈出来るので、帯電部材の汚れを少なくするこ
とが出来る． 実施例２（第４図） 第４図は電源３の他の実施例である．発振回路ｌ４は周
波数２ＫＨｚの三角波である．発振回路ｌ５は周波数５
０ＫＨｚ、デューティー比５０％の矩形波である．コン
バータートランスｌ７は５０ＫＨｚの高周波で駆動され
るので小型低コスト化が可能である．コンパレーター１
９の出力がＨのとき、Ｑ１はＯＦＦ．同時にＱ２はＯＮ
となる．スイッチングトランジスタはコンバーターｌ９
の出力がＬのとき変調器ｌ６を介して５０ＫＨｚで駆動
され、この時コンバータートランスｌ７の出力は＋３４
００Ｖとなる．この出力は出力端子ＰＩに接続されるが
，クランプダイオーダＤＩが正方向ピーク時に導通して
＋４００ｖの電源Ｅにクランプされるため出力端子ＰＩ
には振巾３４００Ｖ、正方向のピーク値＋４００Ｖの出
力が得られる． それと共にトランスからの出力は抵抗Ｒｌ●Ｒ２とコン
デンサＣ２により分圧平滑化され、誤差増１↑１器ｌ３
により基準電圧Ｐ２と比較される．コンパレーター１９
は発振回路ｌ４の出力と誤差増巾器ｌ８の出力を比較し
、その結果コンバータートランスｌ２と高耐圧トランジ
スタＱ２をパルス巾変調する． これにより正方向のピーク値が＋４００Ｖ、負力向のピ
ーク値が−３０００’Ｖ，平均値が−７００Ｖとなるよ
うに、デューティー比が制御された出力が得られる．尚
，基準電圧端子Ｐ２の値を調整することにより平均値は
調整可能である． 本実施例においては，正方向のピーク値及び負方向のピ
ーク値を安定化した上で、さらに、出力の平均値が安定
になるようにフィードバックがかけられるので，感光体
にとって危険性の高い電圧のバラツキが押えられ，しか
も収束電位の安定化もはかられる． さらに、コンバータートランスを高周波で駆動すること
により、トランスの小型化・低コスト化が可能となる． 実施例３（第５●６図） この実施例はクリーナー７のブレード７ａにも電圧を印
加して感光体１の帯電を行なうもので，さらに帯電ロー
ラ２による帯電を行ない，ローラ帯電時に流れる電流を
検知してデューティー比にフィードバックを行ない、感
光体ｌの暗減衰の変化を補正するものである． クリーナーブレード７ａは、カーボン・酸化スズ・酸化
亜鉛等の導電体を混入することにより４電化しており、
電１／Ｘ３によりデューティー比を有する電圧が印加さ
れており、それにより電子写真感光体ｌは帯電される．
電子写真感光体は周知のように使用経過や環境変化によ
って帯電能や暗減衰特性が変化する．そのため帯電時の
表面電位を一定に保っていても，現像時の表面電位は変
化する．このためブレード７ａで帯電されていても帝電
能が低下したり，ｒ＠減衰が増加した時には、帯゛厄ロ
ーラ２での帯電では″ｒＬ流が多く流れる．従ってこれ
を検知し、電流が多〈流れる時はさらに余分に電流を流
してやることにより現像部の電位を安定に保つことが出
来る． 第６図はそのための電源３の例を示している．前述第４
図例のものと同じところは説明を省略する．帝電ローラ
２に流れる電流をモニター抵抗Ｒ３によってモニターし
、誤差増巾器２０によって増巾し、その結果をトランジ
スターＱ３を介して基準電圧端子Ｐ２に上のせしてやる
．それにより、帯電ローラ２の電流が増加した時はさら
にその電流を増加させる方向にフィードバックがなされ
デューティー比が変化する． 本実施例では、２度目の帯電（帯電ローラ２による帯電
）に流れる電流を検知し、デューティー比にフィードバ
ックし、感光体ｌの帯電能あるいは暗減衰の補正が可能
となる． 以上の説明●実施例は被帯電体としてＯＰＣ感光体を用
いて行なったが、ａ−Ｓｓ−ａ−Ｓ等の感光体でも同様
である． 帯電部材２は実施例のローラタイプ以外にもプレード状
タイプ●ブロック状タイプ●ロッド状タイプ●ベルト状
タイブ●ウエブ状タイプ●ブラシ状タイプなどの形態に
構成できる． （発明の効果） 以上説明したように被帯電体表面に接触し直接帯電を行
なう帯電部材に、二つの電圧値を交互に所定のデューテ
ィー比でとる振動パルス電圧を印加することにより，被
帯電体、例えば電子写真感光体の帯電と逆の電圧を低く
設定できるため帯電能力を低下させずに感光体の損傷を
防ぐことが出来るため設定ラチチュードが広くなる．ま
た反転現像においては，トナーと逆極性の電圧を低く設
定できるため帯電部材にトナーがひきつけられる電界を
弱くでき帯電部材の汚れを軽減出来る．史には高周波電
気トランスを用いることが出来電源を小型化、低コスト
化出来る．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う帯電装置を用いた画像形成装置の
一例の構威略図． 第２図は帯電部材に対する電圧印加電源の出力波形図． 第３図は電源の構成図． 第４図は電源の他の構成図． 第５図は他の実施例画像形成装置の要部の部分図． 電部材としての帯電ローラ，３●３は電圧印加重源．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電圧を印加した帯電部材を被帯電体面に接触させ
   ることで被帯電体面を帯電処理する帯電装置であり、 前記帯電部材に、二つの電圧値を交互に所定のデューテ
   ィー比でとる振動パルス電圧を印加することを特徴とす
   る帯電装置。